Hầu như tất cả các vật liệu xây dựng đều được khai thác như đá. Gỗ, một trong số ít không phải, được coi là vật liệu bền vững với lý do chính đáng, nhưng việc trồng nó chiếm rất nhiều không gian với các khu rừng độc canh trong thời gian dài. Một cây mất 25 năm để mọc ra 1,5m3 vật liệu. Nếu chúng ta khai thác đá dưới gốc cây, chúng ta sẽ có được 500m3 đá trong một tháng. Mặc dù khai thác đá rất xâm lấn và gây gián đoạn trong khi thực hiện, các mỏ đá được khai thác hoàn toàn có thể được trả lại cho thiên nhiên, lấp đầy bằng đất thải không mong muốn hoặc tái sử dụng cho các mục đích khác. Mỏ đá cung cấp hầu hết đá sa thạch đặc biệt cho toàn bộ New Town của Edinburgh, được xây dựng vào thế kỷ 18 và 19, hiện đã bị lấp đầy và lãng quên, nằm dưới bãi đậu xe Craigleith Sainsbury.
 |
| Nhà thờ Sagrada Família, do Antoni Gaudí thiết kế và bắt đầu xây dựng tại Barcelona vào năm 1882, hiện đang trong quá trình hoàn thiện bằng đá |
 |
Cầu Danhe ở Trung Quốc, được xây dựng bằng đá vào năm 2001
|
Sự phát triển công nghệ trong đá phần lớn đã dừng lại với sự ra đời của bê tông cốt thép và thép vào thế kỷ 19. Hàng tỷ bảng Anh đã được chi cho việc phát triển các công nghệ mới này, tài trợ cho nghiên cứu học thuật đã lấp đầy các khoa kỹ thuật dân dụng với các giáo viên là chuyên gia về các vật liệu này. Điều này đã tạo ra một sự thiên vị giáo dục hạn chế sự hiểu biết của các nhà thiết kế đương đại về cách xây dựng bằng đá theo cách có ý nghĩa hơn.
Sự ra đời của than đã thay đổi cách chúng ta xây dựng. Trước vụ Đại hỏa hoạn London năm 1666, các tòa nhà phản ánh sự khan hiếm năng lượng và vật liệu vào thời điểm đó. Các tòa nhà Tudor để lộ các thanh giằng, khớp nối và chốt, và được lấp đầy bằng vật liệu nhẹ, trong khi các nhà thờ Gothic bao gồm các trụ đỡ bay bằng vỏ mỏng. Đó là một kiến trúc sinh ra từ môi trường của nó, bao gồm gỗ và đá hạn chế nhưng cũng có nhiều cành cây và bùn hơn. Sau vụ hỏa hoạn, Charles II tuyên bố rằng tất cả các tòa nhà mới ở London sẽ được xây bằng gạch - được nung bằng than. Sự kiện này đánh dấu sự khởi đầu của ảnh hưởng rộng rãi của than đối với các tòa nhà ở Anh. Than cho phép sản xuất quy mô công nghiệp không chỉ gạch mà còn cả sắt và thép, và sau đó là sự phát triển của ngành công nghiệp bê tông, đốt đá vôi để làm xi măng.
 |
| Phần lớn thành phố Paris được làm bằng đá, đặc biệt là đá vôi Lutetian |
 |
| Barrault Pressacco đã xây dựng nhà ở xã hội bằng những khối đá nguyên khối |
Kỷ nguyên nhiên liệu hóa thạch chỉ là một sự kiện nhỏ trong lịch sử nhưng đã thay đổi hoàn toàn cuộc sống của con người trên toàn thế giới. Nguồn năng lượng giá rẻ dồi dào đã cho phép con người phát triển nhanh chóng, bùng nổ dân số chưa từng có và thịnh vượng hơn bao giờ hết. 'Năng lượng là sức mạnh để làm bất cứ điều gì', Barnabas Calder viết trong Kiến trúc: Từ thời tiền sử đến tình trạng khẩn cấp về khí hậu . 'Không có năng lượng, không có thứ gì có thể được làm nóng hoặc di chuyển, nuôi dưỡng hoặc phá hủy. Tổng hoạt động của con người luôn bị hạn chế bởi tổng lượng năng lượng mà nhân loại có thể khai thác'. Ngày nay, năng lượng giá rẻ đánh bại sức lao động, nghề thủ công và bí quyết. Việc khai thác và đốt hàng tấn than để tạo ra các công trình bê tông và thép quá đơn giản rẻ hơn so với việc thuê người thiết kế và tạo ra các công trình phức tạp hơn, tiết kiệm vật liệu hơn.
Năng lượng cần thiết để sản xuất xi măng và thép được sử dụng trong quá trình khai thác, chế biến và vận chuyển. Quá trình chế biến là quá trình biến đá vôi thành xi măng hoặc quặng sắt thành thép. Trong trường hợp đá, năng lượng chỉ cần thiết cho quá trình khai thác và vận chuyển, không có bất kỳ quá trình đốt cháy nào cả. Quá trình sản xuất đá có lượng khí thải carbon bằng khoảng một nửa so với bê tông và đá thường mạnh hơn gấp 2½ lần; trong trường hợp của một số dolerit, đá có độ bền như thép khi nén.
 |
| Mặt tiền của trụ sở chính của Ensamble Studio thuộc Sociedad General de Autores y Editores |
 |
| Cách sử dụng đá lại tinh tế hơn, như hai ngôi nhà này ở Ý của Elastico Farm |
Sản xuất đá có lượng khí thải carbon chỉ bằng một nửa bê tông và đá thường bền hơn gấp 2,5 lần
Các cấu trúc lai sử dụng gỗ hiện đang bắt đầu xuất hiện. Cho đến nay, đây chủ yếu là sự kết hợp giữa gỗ và bê tông, sử dụng bê tông khi nén và gỗ khi kéo, nhưng sự kết hợp vật liệu này cũng có thể hoạt động với đá. Một số công trình của Studiolada đang thúc đẩy ý tưởng này, chẳng hạn như phần mở rộng viện dưỡng lão tại Vaucouleurs ở Pháp, hoàn thành vào năm 2018. Các tấm đá Savonnières dày 40mm được lắp trên khung gỗ với các mối nối linh hoạt - dự án này đòi hỏi một lượng lớn nghiên cứu vì khung gỗ di chuyển và mở rộng nhiều hơn đá. Phương pháp kết hợp gỗ và đá này có giá chỉ bằng một nửa giá của các hệ thống mặt tiền bằng đá đóng ghim được sử dụng rộng rãi trên khung bê tông.
Đá là một vật liệu mới trong bối cảnh công nghệ của chúng ta. Đây là một vật liệu mới đang tìm kiếm một ngôn ngữ. Khi các vật liệu được đưa vào danh mục vật liệu xây dựng, chúng có xu hướng bắt chước các vật liệu đã có trước chúng: Cầu Sắt, khánh thành năm 1781 tại Shropshire ở Anh và là cây cầu lớn đầu tiên làm bằng sắt, sử dụng gang như thể nó là gỗ, phản ánh một trong những nhà thiết kế Thomas Gregory có nền tảng về nghề mộc. Kiến trúc sư Maxwell Ayrton đầu thế kỷ 20 đã làm kỹ sư Owen Williams thất vọng khi thiết kế các tòa nhà bê tông trông giống như đá cổ điển. Không mất nhiều thời gian để những vật liệu đó tạo ra con đường riêng của chúng: Owen Williams đã từ bỏ Ayrton và tự mình khởi nghiệp, tạo ra những công trình bê tông tuyệt đẹp như nhà máy Boots ở Nottinghamshire, được xây dựng vào những năm 1930.
 |
| Trường nữ sinh Rajkumari Ratnavati, được xây dựng bởi Diana Kellogg Architects tại Jaisalmer ở Ấn Độ vào năm 2021 |
 |
| Đá có thể kết hợp với các vật liệu sinh thái khác, chẳng hạn như gỗ, được Studiolada thử nghiệm tại cơ sở mở rộng của họ tại viện dưỡng lão Vaucouleurs ở Pháp |
Theo truyền thống, đá sẽ bị phá vỡ bằng cách khoan, chêm và tách, hoặc dùng thuốc nổ, và đập vỡ thành các khối bằng tay. Các mỏ đá ngày nay sử dụng máy cưa kim cương điện để cắt các khối trực tiếp từ bề mặt. Một loạt các quy trình được sử dụng để cắt các khối đá thành các mảnh hữu ích như tấm và gạch. Khi được hỏi liệu ông có sử dụng máy cắt CNC hay robot để sản xuất các thành phần đá không, Pierre Bidaud của The Stonemasonry Company đã trả lời: 'Có vấn đề gì với việc tạo ra việc làm?' Câu trả lời của ông đặt câu hỏi tại sao chúng ta lại ưa chuộng máy móc hơn con người: chúng ta có xu hướng thiết kế quá mức và tránh sự phức tạp trong khi có tỷ lệ thất nghiệp toàn cầu cao, do đánh thuế con người và không đánh thuế máy móc. Tuy nhiên, hầu hết thợ xây đá đương đại không thích đứng trong xưởng trong nhiều giờ để mài các mảnh đá thủ công và ủng hộ việc lập trình máy móc để thực hiện công việc thực tế. CNC có nghĩa là đá có thể được định hình theo nhiều cách, cho phép các cấu trúc phức tạp và có khả năng tiết kiệm hơn.
Các kỹ sư thiết kế bằng đá bị đe dọa bởi tính giòn không thể đoán trước của nó. Đây là vật liệu tự nhiên có nhiều vết nứt và khe hở, do đó, thông lệ chung là sử dụng các hệ số an toàn lớn, dẫn đến các công trình lãng phí và quá kỹ thuật. Do việc sử dụng đá kết cấu rất hiếm nên không có quy tắc thực hành cụ thể nào cho việc thiết kế các công trình bằng đá gia cố. Tương tự như vậy, không có tiêu chuẩn vật liệu nào để phân loại độ bền. Hiện tại, độ bền của đá được đánh giá bằng cách lấy nhiều mẫu và nghiền nát hoặc phá vỡ chúng theo quyết định của nhà thiết kế. Điều này chậm và có khả năng đưa ra kết quả sai lệch, gây ra các hệ số an toàn quá mức. Phân loại bằng siêu âm và tia X là một giải pháp tiềm năng cho vấn đề này và sẽ cho phép thử nghiệm đá mà không phá hủy dẫn đến việc giảm các hệ số an toàn sau đó.
 |
| Vòm đá là một trong những cách tiết kiệm vật liệu nhất để xây dựng trên một nhịp cầu. Được trưng bày tại Venice Biennale năm 2016, một nhóm do Philippe Block |
Ngành công nghiệp xây dựng ít carbon mới này sẽ cho phép chúng ta xây dựng những tòa nhà mà mọi người cần mà không gây hại cho hành tinh theo cách mà nó đã từng làm. Nó sẽ phá vỡ sự phân đôi mà chúng ta hiện đang có giữa việc cung cấp cho mọi người những tòa nhà mà họ cần để sống và phá hủy môi trường sống của chúng ta bằng các quy trình xây dựng. Nó sẽ mở ra một kiến trúc mới mà chúng ta khó có thể tưởng tượng được ngày nay.
.jpg)
.jpg)
